CN117090792A - 一种附带转子腔空气快速排净功能的立式旋喷泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及旋喷泵技术领域，具体为一种附带转子腔空气快速排净功能的立式旋喷泵，旋喷泵包括进出水座、集液管、转鼓、机壳、转子驱动，机壳下部安装进出水座，机壳上部安装转子驱动，转子驱动底端插入机壳内，转子驱动底端固定转鼓，转鼓底端回转外壁与机壳之间设置机械密封，转鼓底端直连进出水座上部中心，集液管固定在进出水座内中央，集液管竖直段轴线与转子驱动轴线重合，集液管上段位于转鼓内部，集液管上部最外端设置沿转鼓切向的进水口；转鼓内腔的上壁面倾斜，在转鼓上壁面倾斜的最高处设置排气结构。在转鼓内顶部构建集气区域，让进水过程时水体挤压转鼓内原有空气排出，防止空气积留造成泵送过程振动或效率下降。

Description

一种附带转子腔空气快速排净功能的立式旋喷泵

技术领域

本发明涉及旋喷泵技术领域，具体为一种附带转子腔空气快速排净功能的立式旋喷泵。

背景技术

旋喷泵中转子为一个包裹水体的壳体，水体与转子一同旋转，水体与静止面的接触面积减小，做功区域只留有水体与集液管的动静接触面，所以，圆盘摩擦损失相比于常规离心泵要小很多，在低比转速场合效率显著高于同工况离心泵。

立式旋喷泵启动前，转鼓内存有空气，这部分空气影响水泵的吸入，在转鼓内空气被进水挤出后，仍然会留有部分空气在转鼓内的高处，随着转鼓转动做功，转鼓内水压升高，气体被压缩，但只是体积缩小，其仍然存留在转鼓内，现有技术中，一般不再对这部分空气进行处理，转鼓在运行时，时常由于这部分空气存在而有振动。

发明内容

本发明的目的在于提供一种附带转子腔空气快速排净功能的立式旋喷泵，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种附带转子腔空气快速排净功能的立式旋喷泵，旋喷泵包括进出水座、集液管、转鼓、机壳、转子驱动，

机壳下部安装进出水座，机壳上部安装转子驱动，转子驱动底端插入机壳内，转子驱动底端固定转鼓，转鼓底端回转外壁与机壳之间设置机械密封，转鼓底端直连进出水座上部中心，集液管固定在进出水座内中央，集液管竖直段轴线与转子驱动轴线重合，集液管上段位于转鼓内部，集液管上部最外端设置沿转鼓切向的进水口；

转鼓内腔的上壁面倾斜，在转鼓上壁面倾斜的最高处设置排气结构。

进出水座作为水体的进出位置，在进口处水被转鼓吸入或者在进水源压力下自发进入到转鼓内，转鼓内水位持续上升，转鼓内气体集聚在内腔的上部，最高点的排气结构导出空气，防止转鼓旋转做功时内腔含有空气而造成振动以及做功效率下降。

作为一种进一步实施方式：转鼓内腔竖直截面为M形，集液管上部倾斜向上，集液管最顶端位于转鼓内腔的最高处。

转鼓内腔截面是M形，转鼓内存留空气会集聚到外缘的环形顶部，集液管进口位置根据旋喷泵设计原理，需要处于转鼓的径向外缘位置，否则效率大大降低，所以，M形的内腔截面配合倾斜的集液管上段，可以兼顾排气以及泵送做功，旋喷泵进水时，转鼓内液位可以不断提升至最高处，转鼓内原有空气被不断挤入集液管排往旋喷泵出口，进入后续工艺管道。

集液管长度方向与集液管下段的竖直轴线之间夹角取110~150°。

集液管两个弯折段之间夹角α取值为90°时，为标准皮托管，但只能用作转鼓内液体的排放口，无法延伸到转鼓内腔的高处排出全部的空气，如果夹角取值过大，则限制了有限尺寸下集液管外端的有效半径R，影响水泵做功，综合考虑在110~150°范围内取值。

作为另一种进一步实施方式：

转鼓内腔截面顶部为正三角形状，转鼓包括鼓身、浮球、排气盖，鼓身内腔为压水腔，压水腔顶面倾斜向上汇聚在中心，鼓身上部壁面内设置导气孔，鼓身上表面外缘位置竖直向下设置浮球孔，浮球孔为盲孔，导气孔连通浮球孔底部与压水腔顶面中央，浮球放置在浮球孔内，排气盖安装在浮球孔端部，排气盖限制浮球存留与浮球孔内，排气盖中央上设置竖直通孔，排气盖中央通孔孔径小于浮球直径。

前文转鼓内空气通过集液管排出，本实施例中空气通过排气盖排放，在进出水座进水时，转鼓内水位持续升高，压水腔内尚留有空气时，浮球孔内也全是空气，此时浮球下落，不会堵住排气盖中央通孔，水位持续上升，直至转鼓内空气全部排出后，浮球孔内也有水进入，浮球密度小于水，浮球上升并堵住排气盖中央通孔，水体无法在排气盖处出流，后续水泵运行时，转鼓内水压高于外界，也是保证排气盖中央通孔被浮球堵死，不存在漏水。如果旋喷泵出水端是敞开环境且液位高于进水端，则转鼓内水位升高至集液管进水口处会先行流入集液管，将集液管和出口段高度填补到转鼓内液位后，再行注入的水才会继续推高转鼓内液位，直至转鼓内空气全部从排气盖排出。

导气孔从压水腔中央引气，可以实现排气与泵水过程同时进行，集聚在转鼓内中央顶部的空气不会集液管排出，也远离集液管进口位置，不容易有混杂着气泡的水体排往集液管，集液管只进入水体，转鼓进口不断吸入水体，转鼓内水体一边从集液管出流，一边液位升高直至淹没浮球完成全部的排气过程。

实际上本结构不局限与压水腔中央顶部排气，只要设置一处高位集气点即可，只是这样一个会较大地影响转子整体的动平衡，还有就是集气点靠近集液管进口可能导致集液管进入含气泡水体。

压水腔顶部中央设置排气顶，排气顶作为压水腔与导气孔的连通位置。

排气顶可以减小压水腔上壁大面积倾斜度的同时，不影响集气效果，适用在需要边排气，边泵送水体的工况下，也可以减小压水腔的轴向尺寸，转鼓内不用存留太多水体，尽管转鼓与其内部水体均是转动的，但研究表明依然存在转速差，所以，转鼓内水体过多，圆盘摩擦损失依然较大。

进一步的，集液管包括进水段、出水段、口环部，进水段、出水段在口环部连接并成夹角，转鼓在与口环部紧邻内圆壁面上设置止漏螺纹，止漏螺纹随转鼓的转动方向是将介质向上推动。

口环部是集液管穿过转鼓高低压区域的位置，转鼓进口位置是叶片做功位置，叶片上方是转鼓内的高压区域，叶片径向内测向下是转鼓低压吸入位置，转鼓是转动件，口环部是静止件，他们之间必须存在间隙，如果间隙过大，则存在转鼓内高压区往低压区的泄漏，是水泵的容积损失占比最大的一部分，止漏螺纹抑制这一间隙内的泄漏。

进一步的，进出水座包括底盖，底盖用作集液管在进出水座主体上固定后的封堵，底盖位于流道内的表面为导流弧面。

导流弧面减少集液管引流过来的高压流体在进出水座水平送出前转弯的过流冲击力，减少流动损失，提高泵效率。

进一步的，进出水座进口位置设置止回阀。

在泵运动后停机时，止回阀阻止转鼓内水体回流往进水源，转鼓内水体只有集液管一个排放位置，即使旋喷泵出水端压力降低，转鼓内水体也只有高于集液管端部的部分才会排放，转鼓内会一直存留一部分液体，液面即集液管进口端水平面，保持转鼓叶片位置的淹没状态。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过在转鼓内顶部构建集气区域，让进水过程时水体挤压转鼓内原有空气排出，防止空气积留影响正常做功泵送过程；空气可以从集液管或者排气结构处排出，如果是设置在转鼓上的排气结构，则可以抑制泵送过程进入集液管的水体含有气泡，排气结构根据水位自行关闭，防止漏水发生。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的具体实施方式一的结构示意图；

图2是本发明集液管的结构示意图；

图3是本发明的具体实施方式二的结构示意图；

图4是图3中的视图C；

图5是图1中的视图A；

图6是图1中的视图B；

图7是本发明设置止回阀结构后的液位示意图；

图中：1、进出水座；19、底盖；191、导流弧面；2、集液管；21、进水段；22、出水段；23、口环部；3、转鼓；31、鼓身；32、压水腔；33、排气顶；34、导气孔；35、浮球孔；36、浮球；37、排气盖；4、机壳；5、转子驱动；6、止漏螺纹；7、止回阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施方式1：一种附带转子腔空气快速排净功能的立式旋喷泵，旋喷泵包括进出水座1、集液管2、转鼓3、机壳4、转子驱动5，

机壳4下部安装进出水座1，机壳4上部安装转子驱动5，转子驱动5底端插入机壳4内，转子驱动5底端固定转鼓3，转鼓3底端回转外壁与机壳4之间设置机械密封，转鼓3底端直连进出水座1上部中心，集液管2固定在进出水座1内中央，集液管2竖直段轴线与转子驱动5轴线重合，集液管2上段位于转鼓3内部，集液管2上部最外端设置沿转鼓3切向的进水口；

转鼓3内腔的上壁面倾斜，在转鼓3上壁面倾斜的最高处设置排气结构。

如图1、3所示，进出水座1作为水体的进出位置，在进口处水被转鼓3吸入或者在进水源压力下自发进入到转鼓3内，转鼓3内水位持续上升，转鼓3内气体集聚在内腔的上部，最高点的排气结构导出空气，防止转鼓3旋转做功时内腔含有空气而造成振动以及做功效率下降。

转鼓3内腔竖直截面为M形，集液管2上部倾斜向上，集液管2最顶端位于转鼓3内腔的最高处。

如图1、2所示，转鼓3内腔截面是M形，转鼓3内存留空气会集聚到外缘的环形顶部，集液管2进口位置根据旋喷泵设计原理，需要处于转鼓的径向外缘位置，否则效率大大降低，所以，M形的内腔截面配合倾斜的集液管2上段，可以兼顾排气以及泵送做功，旋喷泵进水时，转鼓3内液位可以不断提升至最高处，转鼓3内原有空气被不断挤入集液管2排往旋喷泵出口，进入后续工艺管道。

集液管2长度方向与集液管2下段的竖直轴线之间夹角取110~150°。

如图2所示，集液管2两个弯折段之间夹角α取值为90°时，为标准皮托管，但只能用作转鼓3内液体的排放口，无法延伸到转鼓3内腔的高处排出全部的空气，如果夹角取值过大，则限制了有限尺寸下集液管2外端的有效半径R，影响水泵做功，综合考虑在110~150°范围内取值。

集液管2包括进水段21、出水段22、口环部23，进水段21、出水段22在口环部23连接并成夹角，转鼓3在与口环部23紧邻内圆壁面上设置止漏螺纹6，止漏螺纹6随转鼓3的转动方向是将介质向上推动。

如图1、5所示，口环部23是集液管2穿过转鼓3高低压区域的位置，转鼓3进口位置是叶片做功位置，叶片上方是转鼓3内的高压区域，叶片径向内测向下是转鼓3低压吸入位置，转鼓3是转动件，口环部23是静止件，他们之间必须存在间隙，如果间隙过大，则存在转鼓3内高压区往低压区的泄漏，是水泵的容积损失占比最大的一部分，止漏螺纹6抑制这一间隙内的泄漏。

进出水座1包括底盖19，底盖19用作集液管2在进出水座1主体上固定后的封堵，底盖19位于流道内的表面为导流弧面191。

如图6所示，导流弧面191减少集液管2引流过来的高压流体在进出水座1水平送出前转弯的过流冲击力，减少流动损失，提高泵效率。

进出水座1进口位置设置止回阀7。

如图7所示，在泵运动后停机时，止回阀7阻止转鼓3内水体回流往进水源，转鼓3内水体只有集液管2一个排放位置，即使旋喷泵出水端压力降低，转鼓3内水体也只有高于集液管2端部的部分才会排放，转鼓3内会一直存留一部分液体，液面即集液管2进口端水平面，保持转鼓3叶片位置的淹没状态。

实施方式2：本实施例与实施例一的区别仅在于转鼓结构不同，集液管2弯折角度不加限制，可以是九十度弯折的标准型，也可以是实施例一的钝角弯折型，具体不同是：

转鼓3内腔截面顶部为正三角形状，转鼓3包括鼓身31、浮球36、排气盖37，鼓身31内腔为压水腔32，压水腔32顶面倾斜向上汇聚在中心，鼓身31上部壁面内设置导气孔34，鼓身31上表面外缘位置竖直向下设置浮球孔35，浮球孔35为盲孔，导气孔34连通浮球孔35底部与压水腔32顶面中央，浮球36放置在浮球孔35内，排气盖37安装在浮球孔35端部，排气盖37限制浮球36存留与浮球孔35内，排气盖37中央上设置竖直通孔，排气盖37中央通孔孔径小于浮球36直径。

如图3、4所示，前文转鼓3内空气通过集液管2排出，本实施例中空气通过排气盖排放，在进出水座1进水时，转鼓3内水位持续升高，压水腔32内尚留有空气时，浮球孔35内也全是空气，此时浮球36下落，不会堵住排气盖37中央通孔，水位持续上升，直至转鼓3内空气全部排出后，浮球孔35内也有水进入，浮球36密度小于水，浮球36上升并堵住排气盖37中央通孔，水体无法在排气盖37处出流，后续水泵运行时，转鼓3内水压高于外界，也是保证排气盖37中央通孔被浮球36堵死，不存在漏水。如果旋喷泵出水端是敞开环境且液位高于进水端，则转鼓3内水位升高至集液管2进水口处会先行流入集液管2，将集液管2和出口段高度填补到转鼓3内液位后，再行注入的水才会继续推高转鼓3内液位，直至转鼓3内空气全部从排气盖37排出。

导气孔34从压水腔中央引气，可以实现排气与泵水过程同时进行，集聚在转鼓3内中央顶部的空气不会集液管2排出，也远离集液管2进口位置，不容易有混杂着气泡的水体排往集液管2，集液管2只进入水体，转鼓3进口不断吸入水体，转鼓3内水体一边从集液管2出流，一边液位升高直至淹没浮球36完成全部的排气过程。

实际上本结构不局限与压水腔32中央顶部排气，只要设置一处高位集气点即可，只是这样一个会较大地影响转子整体的动平衡，还有就是集气点靠近集液管2进口可能导致集液管2进入含气泡水体。

压水腔32顶部中央设置排气顶33，排气顶33作为压水腔32与导气孔34的连通位置。

如图4所示，排气顶33可以减小压水腔32上壁大面积倾斜度的同时，不影响集气效果，适用在需要边排气，边泵送水体的工况下，也可以减小压水腔32的轴向尺寸，转鼓3内不用存留太多水体，尽管转鼓与其内部水体均是转动的，但研究表明依然存在转速差，所以，转鼓内水体过多，圆盘摩擦损失依然较大。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种附带转子腔空气快速排净功能的立式旋喷泵，其特征在于：所述旋喷泵包括进出水座（1）、集液管（2）、转鼓（3）、机壳（4）、转子驱动（5），

所述机壳（4）下部安装进出水座（1），机壳（4）上部安装转子驱动（5），所述转子驱动（5）底端插入机壳（4）内，转子驱动（5）底端固定转鼓（3），所述转鼓（3）底端回转外壁与机壳（4）之间设置机械密封，转鼓（3）底端直连进出水座（1）上部中心，所述集液管（2）固定在进出水座（1）内中央，集液管（2）竖直段轴线与转子驱动（5）轴线重合，集液管（2）上段位于转鼓（3）内部，集液管（2）上部最外端设置沿转鼓（3）切向的进水口；

所述转鼓（3）内腔的上壁面倾斜，在转鼓（3）上壁面倾斜的最高处设置排气结构。

2.根据权利要求1所述的一种附带转子腔空气快速排净功能的立式旋喷泵，其特征在于：所述转鼓（3）内腔竖直截面为M形，所述集液管（2）上部倾斜向上，集液管（2）最顶端位于转鼓（3）内腔的最高处。

3.根据权利要求2所述的一种附带转子腔空气快速排净功能的立式旋喷泵，其特征在于：所述集液管（2）长度方向与集液管2下段的竖直轴线之间夹角取110~150°。

4.根据权利要求1所述的一种附带转子腔空气快速排净功能的立式旋喷泵，其特征在于：所述转鼓（3）内腔截面顶部为正三角形状，

转鼓（3）包括鼓身（31）、浮球（36）、排气盖（37），所述鼓身（31）内腔为压水腔（32），所述压水腔（32）顶面倾斜向上汇聚在中心，所述鼓身（31）上部壁面内设置导气孔（34），所述鼓身（31）上表面外缘位置竖直向下设置浮球孔（35），所述浮球孔（35）为盲孔，所述导气孔（34）连通浮球孔（35）底部与压水腔（32）顶面中央，浮球（36）放置在浮球孔（35）内，所述排气盖（37）安装在浮球孔（35）端部，排气盖（37）限制浮球（36）存留与浮球孔（35）内，排气盖（37）中央上设置竖直通孔，排气盖（37）中央通孔孔径小于浮球（36）直径。

5.根据权利要求4所述的一种附带转子腔空气快速排净功能的立式旋喷泵，其特征在于：所述压水腔（32）顶部中央设置排气顶（33），所述排气顶（33）作为压水腔（32）与导气孔（34）的连通位置。

6.根据权利要求1~5任一项所述的一种附带转子腔空气快速排净功能的立式旋喷泵，其特征在于：所述集液管（2）包括进水段（21）、出水段（22）、口环部（23），所述进水段（21）、出水段（22）在口环部（23）连接并成夹角，所述转鼓（3）在与口环部（23）紧邻内圆壁面上设置止漏螺纹（6），止漏螺纹（6）随转鼓（3）的转动方向是将介质向上推动。

7.根据权利要求1~5任一项所述的一种附带转子腔空气快速排净功能的立式旋喷泵，其特征在于：所述进出水座（1）包括底盖（19），所述底盖（19）用作集液管（2）在进出水座（1）主体上固定后的封堵，所述底盖（19）位于流道内的表面为导流弧面（191）。

8.根据权利要求1~5任一项所述的一种附带转子腔空气快速排净功能的立式旋喷泵，其特征在于：所述进出水座（1）进口位置设置止回阀（7）。